Go語言基礎06——并發(fā)編程

goroutine

并行(parallel):指在同一時刻,有多條指令在多個處理器上同時執(zhí)行。
并發(fā)(concurrency):指在同一時刻只能有一條指令執(zhí)行,但多個進程指令被快速的輪換執(zhí)行,使得在宏觀上具有多個進程同時執(zhí)行的效果,但在微觀上并不是同時執(zhí)行的,只是把時間分成若干段,使多個進程快速交替的執(zhí)行。

有人把Go比作21世紀的C語言,第一是因為Go語言設計簡單,第二,21世紀最重要的就是并行程序設計,而Go從語言層面就支持了并行。同時,并發(fā)程序的內(nèi)存管理有時候是非常復雜的,而Go語言提供了自動垃圾回收機制。

Go語言為并發(fā)編程而內(nèi)置的上層API基于CSP(communicating sequential processes, 順序通信進程)模型。這就意味著顯式鎖都是可以避免的,因為Go語言通過相冊安全的通道發(fā)送和接受數(shù)據(jù)以實現(xiàn)同步,這大大地簡化了并發(fā)程序的編寫。

一般情況下,一個普通的桌面計算機跑十幾二十個線程就有點負載過大了,但是同樣這臺機器卻可以輕松地讓成百上千甚至過萬個goroutine進行資源競爭。
goroutine是Go并行設計的核心。goroutine說到底其實就是協(xié)程,但是它比線程更小,十幾個goroutine可能體現(xiàn)在底層就是五六個線程,Go語言內(nèi)部幫你實現(xiàn)了這些goroutine之間的內(nèi)存共享。執(zhí)行g(shù)oroutine只需極少的棧內(nèi)存(大概是4~5KB),當然會根據(jù)相應的數(shù)據(jù)伸縮。也正因為如此,可同時運行成千上萬個并發(fā)任務。goroutine比thread更易用、更高效、更輕便。

只需在函數(shù)調(diào)?語句前添加 go 關(guān)鍵字,就可創(chuàng)建并發(fā)執(zhí)?單元。開發(fā)?員無需了解任何執(zhí)?細節(jié),調(diào)度器會自動將其安排到合適的系統(tǒng)線程上執(zhí)行。

在并發(fā)編程里,我們通常想講一個過程切分成幾塊,然后讓每個goroutine各自負責一塊工作。當一個程序啟動時,其主函數(shù)即在一個單獨的goroutine中運行,我們叫它main goroutine。新的goroutine會用go語句來創(chuàng)建。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func newTask() {
    for {
        fmt.Println("this is newTask thread")
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

func main() {

    fmt.Println("并發(fā)編程演示案例")

    // 1. 創(chuàng)建goroutine
    go newTask()
    for {
        fmt.Println("this is main goroutine thread")
        time.Sleep(time.Second)
    }

}

主goroutine退出后,其它的工作goroutine也會自動退出,因此可能會導致:主協(xié)程先退出導致子協(xié)程沒來得及調(diào)用

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func newTask() {
    for {
        fmt.Println("this is newTask thread")
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

func main() {

    fmt.Println("并發(fā)編程演示案例")

    // 1. 主goroutine退出后,其它的工作goroutine也會自動退出,因此可能會導致:主協(xié)程先退出導致子協(xié)程沒來得及調(diào)用
    go newTask()
    var i int = 0
    for {
        if i < 5 {
            fmt.Println("this is main goroutine thread ", i)
            time.Sleep(time.Second)
            i++
        } else {
            break
        }

    }

}

控制臺輸出:

并發(fā)編程演示案例
this is main goroutine thread  0
this is newTask thread
this is main goroutine thread  1
this is newTask thread
this is main goroutine thread  2
this is newTask thread
this is newTask thread
this is main goroutine thread  3
this is newTask thread
this is main goroutine thread  4

runtime.Gosched() 用于讓出CPU時間片,讓出當前goroutine的執(zhí)行權(quán)限,調(diào)度器安排其他等待的任務運行,并在下次某個時候從該位置恢復執(zhí)行。

這就像跑接力賽,A跑了一會碰到代碼runtime.Gosched() 就把接力棒交給B了,A歇著了,B繼續(xù)跑。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {

    fmt.Println("runtime.Gosched的使用演示案例")

    // 1. runtime.Gosched的使用
    go func() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("this is newTask goroutine ", i)
        }
    }()

    for i := 0; i < 2; i++ {
        runtime.Gosched()
        fmt.Println("this is main goroutine ", i)
    }

    // 輸出內(nèi)容:
    // this is newTask goroutine  0
    // this is newTask goroutine  1
    // this is newTask goroutine  2
    // this is newTask goroutine  3
    // this is newTask goroutine  4
    // this is main goroutine  0
    // this is main goroutine  1
}

調(diào)用 runtime.Goexit() 將立即終止當前 goroutine 執(zhí)?,調(diào)度器確保所有已注冊 defer延遲調(diào)用被執(zhí)行。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func test() {
    fmt.Println("dddddddddddd")
    runtime.Goexit() // 終止所在協(xié)程
    fmt.Println("eeeeeeeeeeee")
}

func main() {

    fmt.Println("runtime.Gosched的使用演示案例")

    // 1. runtime.Goexit的使用
    //調(diào)用 runtime.Goexit() 將立即終止當前 goroutine 執(zhí)?,調(diào)度器確保所有已注冊 defer延遲調(diào)用被執(zhí)行。
    go func() {
        fmt.Println("aaaaaaaaaaaa")
        test()
        fmt.Println("bbbbbbbbbbbb")
    }()

    for { //死循環(huán),目的是不讓主協(xié)程結(jié)束

    }

    // 輸出內(nèi)容:
    // aaaaaaaaaaaa
    // dddddddddddd
}

調(diào)用 runtime.GOMAXPROCS() 用來設置可以并行計算的CPU核數(shù)的最大值,并返回之前的值。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {

    fmt.Println("untime.GOMAXPROCS的使用演示案例")
    max := runtime.GOMAXPROCS(4) //調(diào)用 runtime.GOMAXPROCS() 用來設置可以并行計算的CPU核數(shù)的最大值,并返回之前的值。
    fmt.Println("max: ", max)    //max:  4

    for {
        go fmt.Print(1)
        fmt.Print(0)
    }

    // 輸出內(nèi)容:如果gomaxprocs設置為1則,
    // 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
    // 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
    // 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
    // 0011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 輸出內(nèi)容:如果gomaxprocs設置為4則,
    // 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
    // 0000000000000000000000000000000111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
    // 1111111111111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
    // 0000000000000000000000000000000000000000111111111111111111111111111111111111111111111111
}

多任務資源競爭問題:打印機問題

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func HpPrinter(str string) { // 惠普打印機
    for _, c := range str {
        time.Sleep(time.Second)
        fmt.Printf("%c", c)
    }
}

func main() {
    go HpPrinter("hello") // 小明去打印hello
    go HpPrinter("ABC")   //小麗打印ABC
    for {

    }

    // 輸出結(jié)果:并不是自己想要的結(jié)果
    //AheBCllo
    //hABelClo

}

為了解決這個問題,就引出了channel

channel

goroutine運行在相同的地址空間,因此訪問共享內(nèi)存必須做好同步。goroutine 奉行通過通信來共享內(nèi)存,而不是共享內(nèi)存來通信。

引?類型 channel 是 CSP 模式的具體實現(xiàn),用于多個 goroutine 通訊。其內(nèi)部實現(xiàn)了同步,確保并發(fā)安全。
和map類似,channel也一個對應make創(chuàng)建的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引用。

當我們復制一個channel或用于函數(shù)參數(shù)傳遞時,我們只是拷貝了一個channel引用,因此調(diào)用者何被調(diào)用者將引用同一個channel對象。和其它的引用類型一樣,channel的零值也是nil。

定義一個channel時,也需要定義發(fā)送到channel的值的類型。channel可以使用內(nèi)置的make()函數(shù)來創(chuàng)建:
make(chan Type) //等價于make(chan Type, 0)
make(chan Type, capacity)

當 capacity= 0 時,channel 是無緩沖阻塞讀寫的,當capacity> 0 時,channel 有緩沖、是非阻塞的,直到寫滿 capacity個元素才阻塞寫入。

channel通過操作符<-來接收和發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送和接收數(shù)據(jù)語法:
channel <- value //發(fā)送value到channel
<-channel //接收并將其丟棄
x := <-channel //從channel中接收數(shù)據(jù),并賦值給x
x, ok := <-channel //功能同上,同時檢查通道是否已關(guān)閉或者是否為空

默認情況下,channel接收和發(fā)送數(shù)據(jù)都是阻塞的,除非另一端已經(jīng)準備好,這樣就使得goroutine同步變的更加的簡單,而不需要顯式的lock。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan string)

    defer fmt.Println("主線程調(diào)用結(jié)束")

    go func() {
        defer fmt.Println("子協(xié)程調(diào)用結(jié)束")
        for i := 0; i < 5; i++ {
            fmt.Println("子協(xié)程調(diào)用中 ", i)
        }
        ch <- "success"
    }()

    data := <-ch //沒有數(shù)據(jù)前,阻塞
    fmt.Println("主線程取得數(shù)據(jù):", data)

    // 輸出結(jié)果:
    // 子協(xié)程調(diào)用中  0
    // 子協(xié)程調(diào)用中  1
    // 子協(xié)程調(diào)用中  2
    // 子協(xié)程調(diào)用中  3
    // 子協(xié)程調(diào)用中  4
    // 子協(xié)程調(diào)用結(jié)束
    // 主線程取得數(shù)據(jù): success
    // 主線程調(diào)用結(jié)束
}

無緩沖channel
無緩沖的通道(unbuffered channel)是指在接收前沒有能力保存任何值的通道。

這種類型的通道要求發(fā)送 goroutine 和接收 goroutine 同時準備好,才能完成發(fā)送和接收操作。如果兩個goroutine沒有同時準備好,通道會導致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。

這種對通道進行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個操作都無法離開另一個操作單獨存在。

下圖展示兩個 goroutine 如何利用無緩沖的通道來共享一個值:


image.png

l 在第 1 步,兩個 goroutine 都到達通道,但哪個都沒有開始執(zhí)行發(fā)送或者接收。
l 在第 2 步,左側(cè)的 goroutine 將它的手伸進了通道,這模擬了向通道發(fā)送數(shù)據(jù)的行為。這時,這個 goroutine 會在通道中被鎖住,直到交換完成。
l 在第 3 步,右側(cè)的 goroutine 將它的手放入通道,這模擬了從通道里接收數(shù)據(jù)。這個 goroutine 一樣也會在通道中被鎖住,直到交換完成。
l 在第 4 步和第 5 步,進行交換,并最終,在第 6 步,兩個 goroutine 都將它們的手從通道里拿出來,這模擬了被鎖住的 goroutine 得到釋放。兩個 goroutine 現(xiàn)在都可以去做別的事情了。

無緩沖的channel創(chuàng)建格式:
make(chan Type) //等價于make(chan Type, 0)

如果沒有指定緩沖區(qū)容量,那么該通道就是同步的,因此會阻塞到發(fā)送者準備好發(fā)送和接收者準備好接收。

package main

import (
    "fmt"
    //"time"
)

func main() {
    ch := make(chan int, 0) //創(chuàng)建一個無緩存的channel
    //fmt.Printf("len(ch)=%d,cap(ch)=%d\n", len(ch), cap(ch)) //len(ch)=0,cap(ch)=0

    go func() {
        for i := 0; i < 3; i++ {
            fmt.Println("子協(xié)程:i =", i)
            data := <-ch //讀管道中的內(nèi)容,如果沒有前,阻塞
            fmt.Println("子協(xié)程取得數(shù)據(jù):data =", data)
        }
    }()
    //time.Sleep(2 * time.Second)
    for i := 0; i < 3; i++ {
        fmt.Println("main協(xié)程:i =", i)
        // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
        fmt.Println("main協(xié)程發(fā)送數(shù)據(jù):data =", i)
        ch <- i

    }

    // 輸出結(jié)果:
    // main協(xié)程:i = 0
    // main協(xié)程發(fā)送數(shù)據(jù):data = 0
    // 子協(xié)程:i = 0
    // 子協(xié)程取得數(shù)據(jù):data = 0
    // 子協(xié)程:i = 1
    // main協(xié)程:i = 1
    // main協(xié)程發(fā)送數(shù)據(jù):data = 1
    // main協(xié)程:i = 2
    // main協(xié)程發(fā)送數(shù)據(jù):data = 2
    // 子協(xié)程取得數(shù)據(jù):data = 1
    // 子協(xié)程:i = 2
    // 子協(xié)程取得數(shù)據(jù):data = 2
}

有緩沖channel
有緩沖的通道(buffered channel)是一種在被接收前能存儲一個或者多個值的通道。

這種類型的通道并不強制要求 goroutine 之間必須同時完成發(fā)送和接收。通道會阻塞發(fā)送和接收動作的條件也會不同。只有在通道中沒有要接收的值時,接收動作才會阻塞。只有在通道沒有可用緩沖區(qū)容納被發(fā)送的值時,發(fā)送動作才會阻塞。

這導致有緩沖的通道和無緩沖的通道之間的一個很大的不同:無緩沖的通道保證進行發(fā)送和接收的 goroutine 會在同一時間進行數(shù)據(jù)交換;有緩沖的通道沒有這種保證。
示例圖如下:


有緩存的channel.png

l 在第 1 步,右側(cè)的 goroutine 正在從通道接收一個值。
l 在第 2 步,右側(cè)的這個 goroutine獨立完成了接收值的動作,而左側(cè)的 goroutine 正在發(fā)送一個新值到通道里。
l 在第 3 步,左側(cè)的goroutine 還在向通道發(fā)送新值,而右側(cè)的 goroutine 正在從通道接收另外一個值。這個步驟里的兩個操作既不是同步的,也不會互相阻塞。
l 最后,在第 4 步,所有的發(fā)送和接收都完成,而通道里還有幾個值,也有一些空間可以存更多的值。

有緩沖的channel創(chuàng)建格式:
make(chan Type, capacity)

如果給定了一個緩沖區(qū)容量,通道就是異步的。只要緩沖區(qū)有未使用空間用于發(fā)送數(shù)據(jù),或還包含可以接收的數(shù)據(jù),那么其通信就會無阻塞地進行。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    ch := make(chan int, 3)                                 //創(chuàng)建一個有緩存的channel
    fmt.Printf("len(ch)=%d,cap(ch)=%d\n", len(ch), cap(ch)) //len(ch)=0,cap(ch)=3

    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            ch <- i
            fmt.Printf("子協(xié)程[%d],len(ch)=%d,cap(ch)=%d\n", i, len(ch), cap(ch))
        }
    }()
    time.Sleep(2 * time.Second)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        num := <-ch
        fmt.Println("num = ", num)
    }

    // 輸出結(jié)果:

    // 子協(xié)程[0],len(ch)=1,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[1],len(ch)=2,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[2],len(ch)=3,cap(ch)=3
    // num =  0
    // num =  1
    // num =  2
    // num =  3
    // 子協(xié)程[3],len(ch)=3,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[4],len(ch)=0,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[5],len(ch)=1,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[6],len(ch)=2,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[7],len(ch)=3,cap(ch)=3
    // num =  4
    // num =  5
    // num =  6
    // num =  7
    // num =  8
    // 子協(xié)程[8],len(ch)=3,cap(ch)=3
    // 子協(xié)程[9],len(ch)=0,cap(ch)=3
    // num =  9
}

關(guān)閉channel:
如果發(fā)送者知道,沒有更多的值需要發(fā)送到channel的話,那么讓接收者也能及時知道沒有多余的值可接收將是有用的,因為接收者可以停止不必要的接收等待。這可以通過內(nèi)置的close函數(shù)來關(guān)閉channel實現(xiàn)。
注意點:
l channel不像文件一樣需要經(jīng)常去關(guān)閉,只有當你確實沒有任何發(fā)送數(shù)據(jù)了,或者你想顯式的結(jié)束range循環(huán)之類的,才去關(guān)閉channel;
l 關(guān)閉channel后,無法向channel 再發(fā)送數(shù)據(jù)(引發(fā) panic 錯誤后導致接收立即返回零值);
l 關(guān)閉channel后,可以繼續(xù)向channel接收數(shù)據(jù);
l 對于nil channel,無論收發(fā)都會被阻塞。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {

    ch := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            ch <- i //往chan里面寫數(shù)據(jù)
            if i == 5 {
                close(ch)
                //ch <- 10,err 關(guān)閉通道就不能寫入東西了
                break
            }
        }

    }()

    for {
        if num, ok := <-ch; ok == true {
            fmt.Println("num = ", num)
        } else {
            fmt.Println("通道被關(guān)閉了,程序結(jié)束")
            break
        }

    }
    // 輸出結(jié)果:
    // num =  0
    // num =  1
    // num =  2
    // num =  3
    // num =  4
    // num =  5
    // 通道被關(guān)閉了,程序結(jié)束
}

通過range遍歷channel內(nèi)容

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {

    ch := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println("往chan里面寫數(shù)據(jù)")
            ch <- i //往chan里面寫數(shù)據(jù)

            if i == 5 {
                close(ch)
                //ch <- 10,err 關(guān)閉通道就不能寫入東西了
                break
            }
            time.Sleep(time.Second)
        }

    }()

    for num := range ch {
        fmt.Println("遍歷channel:", num)
    }
    // 輸出結(jié)果:

    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 0
    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 1
    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 2
    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 3
    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 4
    // 往chan里面寫數(shù)據(jù)
    // 遍歷channel: 5

}

單向channel特點

默認情況下,通道是雙向的,也就是,既可以往里面發(fā)送數(shù)據(jù)也可以同里面接收數(shù)據(jù)。

但是,我們經(jīng)常見一個通道作為參數(shù)進行傳遞而值希望對方是單向使用的,要么只讓它發(fā)送數(shù)據(jù),要么只讓它接收數(shù)據(jù),這時候我們可以指定通道的方向。

單向channel變量的聲明非常簡單,如下:
var ch1 chan int // ch1是一個正常的channel,不是單向的
var ch2 chan<- float64 // ch2是單向channel,只用于寫float64數(shù)據(jù)
var ch3 <-chan int // ch3是單向channel,只用于讀取int數(shù)據(jù)

l chan<- 表示數(shù)據(jù)進入管道,要把數(shù)據(jù)寫進管道,對于調(diào)用者就是輸出。
l <-chan 表示數(shù)據(jù)從管道出來,對于調(diào)用者就是得到管道的數(shù)據(jù),當然就是輸入。

可以將 channel 隱式轉(zhuǎn)換為單向隊列,只收或只發(fā),不能將單向 channel 轉(zhuǎn)換為普通 channel:

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    ch := make(chan int) //定義一個channel,默認是雙向的

    var writeCh chan<- int = ch // 只能寫,不能讀
    var readCh <-chan int = ch  //只能讀,不能寫
    writeCh <- 666              //ok
    //n := <-writeCh              //err, invalid operation: <-writeCh (receive from send-only type chan<- int)

    num := <-readCh
    // readCh <- 777 //err,invalid operation: readCh <- 777 (send to receive-only type <-chan int)
    fmt.Println(num)
}

單向channel的應用:

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

// 生產(chǎn)者,寫能寫不能讀
func producer(out chan<- int) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("生產(chǎn)者producer:", (i * i))
        out <- i * i
        time.Sleep(time.Second)
    }
    close(out)
}

// 消費者,寫能讀不能寫
func consumer(in <-chan int) {
    for num := range in {
        fmt.Println("消費者consumer:", num)
    }
}

func main() {
    ch := make(chan int) //定義一個channel,默認是雙向的
    go producer(ch)
    consumer(ch)
    fmt.Println("程序結(jié)束")

    // 輸出結(jié)果:
    // 生產(chǎn)者producer: 0
    // 消費者consumer: 0
    // 生產(chǎn)者producer: 1
    // 消費者consumer: 1
    // 生產(chǎn)者producer: 4
    // 消費者consumer: 4
    // 生產(chǎn)者producer: 9
    // 消費者consumer: 9
    // 生產(chǎn)者producer: 16
    // 消費者consumer: 16
    // 程序結(jié)束
}

Timer

Timer是一個定時器,代表未來的一個單一事件,你可以告訴timer你要等待多長時間,它提供一個channel,在將來的那個時間那個channel提供了一個時間值。

Timer實現(xiàn)延時功能、定時器停止、定時器重置

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 1. Timer的使用
    fmt.Println("------Timer的使用---------")
    fmt.Println("Timer的使用演示案例")
    t1 := time.NewTimer(2 * time.Second)
    fmt.Println("當前時間:", time.Now()) // 2019-03-20 14:00:41.9098831 +0800 CST m=+0.001982001
    t2 := <-t1.C
    fmt.Println("t2:", t2) //2019-03-20 14:00:43.9099262 +0800 CST m=+2.002025101

    fmt.Println("------Timer實現(xiàn)延時功能---------")

    // 2. Timer實現(xiàn)延時功能
    // 定時5秒
    t3 := time.NewTimer(5 * time.Second)
    fmt.Println("5s倒計時開始")
    <-t3.C
    fmt.Println("5s時間到")

    // 3. 定時器停止
    fmt.Println("------定時器停止---------")
    t4 := time.NewTimer(3 * time.Second)
    fmt.Println("3s后執(zhí)行子協(xié)程")
    go func() {
        <-t4.C
        fmt.Println("時間到,子協(xié)程打印")
    }()

    t4.Stop() // 如果加了這句話,則子協(xié)程的任務就會取消,也就是不會打印

    // 4. 定時器重置
    fmt.Println("------定時器重置---------")
    fmt.Println("定時器重置5s->1s")
    t5 := time.NewTimer(5 * time.Second)
    t5.Reset(1 * time.Second) //重新設置為1s
    <-t5.C
    fmt.Println("定時器重置success")
    for {

    }

}

Ticker

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 1. Ticker的使用
    fmt.Println("Ticker的使用演示案例")

    t1 := time.NewTicker(1 * time.Second)

    i := 0
    for {
        <-t1.C
        fmt.Println("ticker:", i)
        if i > 10 {
            break
        } else {
            i++
        }
    }

    // 輸出結(jié)果:
    // Ticker的使用演示案例
    // ticker: 0
    // ticker: 1
    // ticker: 2
    // ticker: 3
    // ticker: 4
    // ticker: 5
    // ticker: 6
    // ticker: 7
    // ticker: 8
    // ticker: 9
    // ticker: 10
    // ticker: 11

}

Select

Go里面提供了一個關(guān)鍵字select,通過select可以監(jiān)聽channel上的數(shù)據(jù)流動。

select的用法與switch語言非常類似,由select開始一個新的選擇塊,每個選擇條件由case語句來描述。

與switch語句可以選擇任何可使用相等比較的條件相比, select有比較多的限制,其中最大的一條限制就是每個case語句里必須是一個IO操作,大致的結(jié)構(gòu)如下:
select {
case <-chan1:
// 如果chan1成功讀到數(shù)據(jù),則進行該case處理語句
case chan2 <- 1:
// 如果成功向chan2寫入數(shù)據(jù),則進行該case處理語句
default:
// 如果上面都沒有成功,則進入default處理流程
}

在一個select語句中,Go語言會按順序從頭至尾評估每一個發(fā)送和接收的語句。

如果其中的任意一語句可以繼續(xù)執(zhí)行(即沒有被阻塞),那么就從那些可以執(zhí)行的語句中任意選擇一條來使用。

如果沒有任意一條語句可以執(zhí)行(即所有的通道都被阻塞),那么有兩種可能的情況:
l 如果給出了default語句,那么就會執(zhí)行default語句,同時程序的執(zhí)行會從select語句后的語句中恢復。
l 如果沒有default語句,那么select語句將被阻塞,直到至少有一個通信可以進行下去。

通過select實現(xiàn)斐波那契數(shù)列

package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(ch chan<- int, quit <-chan bool) {

    x, y := 1, 1
    for {
        select {
        case ch <- x:
            x, y = y, x+y
        case flag := <-quit:
            fmt.Println("quit:", flag)
            return
        }

    }

}

func main() {
    // 1.通過select實現(xiàn)斐波那契數(shù)列 1、1、2、3、5、8、13、21、34、……
    fmt.Println("select的使用演示案例")

    ch := make(chan int)
    quit := make(chan bool)

    go func() {
        for i := 0; i < 8; i++ {
            num := <-ch
            fmt.Println("num = ", num)
        }
        quit <- true

    }()

    fibonacci(ch, quit)

    // 輸出結(jié)果:
    // select的使用演示案例
    // num =  1
    // num =  1
    // num =  2
    // num =  3
    // num =  5
    // num =  8
    // num =  13
    // num =  21
    // quit: true
}

select實現(xiàn)的超時機制
有時候會出現(xiàn)goroutine阻塞的情況,那么我們?nèi)绾伪苊庹麄€程序進入阻塞的情況呢?我們可以利用select來設置超時,通過如下的方式實現(xiàn):

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    // 1. select實現(xiàn)的超時機制
    fmt.Println("select實現(xiàn)的超時機制演示案例")

    ch := make(chan int)
    quit := make(chan bool)

    go func() {
        for {
            select {
            case num := <-ch:
                fmt.Println("程序執(zhí)行中", num)
            case <-time.After(3 * time.Second):
                fmt.Println("程序超時")
                quit <- true

            }
        }
    }()

    for i := 0; i < 10; i++ {
        ch <- i
        time.Sleep(time.Second)
    }

    <-quit
    fmt.Println("程序結(jié)束")

    // 輸出結(jié)果:
    // select實現(xiàn)的超時機制演示案例
    // 程序執(zhí)行中 0
    // 程序執(zhí)行中 1
    // 程序執(zhí)行中 2
    // 程序執(zhí)行中 3
    // 程序執(zhí)行中 4
    // 程序執(zhí)行中 5
    // 程序執(zhí)行中 6
    // 程序執(zhí)行中 7
    // 程序執(zhí)行中 8
    // 程序執(zhí)行中 9
    // 程序超時
    // 程序結(jié)束
}

END

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